Thallium

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 24. října 2022; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Thallium
←  Merkur | Vedení  →
81 v ↑ Tl ↓ Nh 81 Tl
Vzhled jednoduché látky
Měkký stříbřitý bílý kov s namodralým nádechem
Thalium v ​​ampuli
Vlastnosti atomu
Jméno, symbol, číslo	Thallium / Thallium (Tl), 81
atomová hmotnost ( molární hmotnost )	[204,382; 204,385] [comm 1] [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronická konfigurace	[Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1
Poloměr atomu	171 hodin
Chemické vlastnosti
kovalentní poloměr	148  hodin
Poloměr iontů	(+3e) 95 (+1e) 147  hodin
Elektronegativita	1,62 (Paulingova stupnice)
Elektrodový potenciál	Tl←Tl + -0,338 V Tl←Tl 3+ 0,71 V
Oxidační stavy	0, 1, 3
Ionizační energie (první elektron)	588,9 (6,10)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky
Hustota (v n.a. )	11,849 [2]  g/cm³
Teplota tání	577K ( 304 °C, 579 °F) [2]
Teplota varu	1746 K (1473 °C, 2683 °F) [2]
Oud. teplo tání	4,31 kJ/mol
Oud. výparné teplo	162,4 kJ/mol
Molární tepelná kapacita	26,3 [3]  J/(K mol)
Molární objem	17,2  cm³ / mol
Krystalová mřížka jednoduché látky
Příhradová konstrukce	šestiúhelníkový
Parametry mřížky	a=3,456 c=5,525 [4]
poměr c / a	1,599
Debyeho teplota	96,00  K
Další vlastnosti
Tepelná vodivost	(300 K) 38,9 [3]  W/(m K)
Číslo CAS	7440-28-0
Emisní spektrum

81	Thallium
Tl204,38
4f 14 5d 10 6s 2 6p 1

Thallium  ( chemická značka - Tl , z lat.  Thallium ) - chemický prvek 13. skupiny periodické tabulky chemických prvků (podle zastaralé klasifikace  - prvek hlavní podskupiny III. skupiny), šestá perioda, s atomové číslo 81. Patří do kategorií těžkých kovů a post-přechodných kovů . Jednoduchá látka thalium  je měkký stříbrnobílý kov s šedavě namodralým nádechem, který díky své vysoké chemické aktivitě na vzduchu rychle oxiduje .

Historie

Thallium objevil spektrální metodou v roce 1861 anglický vědec William Crookes v kalu olověných komor továrny na kyselinu sírovou poblíž města Abberode v pohoří Harz .

Kov thalia nezávisle na sobě získali William Crookes a francouzský chemik Claude-Auguste Lamy v roce 1862 [5] .

Původ jména

Prvek dostal své jméno podle charakteristických zelených čar jeho spektra a zelené barvy plamene. Z jiné řečtiny. θαλλός  je mladá, zelená větev [6] .

Být v přírodě

Thalium je stopový prvek. Obsaženo ve směsích a pyritech zinku , mědi a železa , v draselných solích a slídách. Thalium je těžký kov. Je známo pouze sedm minerálů thalia ( crooksit (Cu, Tl, Ag) 2 Se, lorandit TlAsS 2 , vrbait Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20 , gutchinsonit (Pb, Tl) S • Ag 2 S • 5As 2 S 5 , avicennit Tl 2 O 3 ), všechny jsou extrémně vzácné. Převážná část thalia je spojena se sulfidy a především disulfidy železa. V pyritu byl nalezen ve 25 % analyzovaných vzorků. Jeho obsah v disulfidech železa je často 0,1-0,2% a někdy dosahuje 0,5%. V galenitu se obsah thalia pohybuje od 0,003 do 0,1 % a zřídka více. Vysoké koncentrace thalia v disulfidech a galenitu jsou charakteristické pro nízkoteplotní ložiska olova a zinku ve vápencích. V některých sulfosalich je zaznamenán obsah thalia dosahující 0,5 %. Malé množství thalia se nachází v mnoha dalších sulfidech, např. ve sfaleritech a chalkopyretech některých ložisek pyritu mědi, obsah se pohybuje od 25 do 50 g/t . Thallium má největší geochemickou podobnost s K , Rb , Cs , stejně jako s Pb , Ag , Cu, Bi . Thalium snadno migruje v biosféře. Z přírodních vod je sorbován uhlím, jíly, hydroxidy manganu, hromadí se při odpařování vody (např. v jezeře Sivash až 5⋅10 −8 g/l). Obsaženo v minerálech draslíku ( slída , živce ), sulfidických rudách: galenit , sfalerit , markazit (do 0,5 %), rumělka . Jako nečistota je přítomen v přírodních oxidech manganu a železa [7] .

Průměrný obsah thalia (podle hmotnosti):

• v zemské kůře 4,5⋅10 −5  %;
• v ultramafických horninách 10–6  %;
• v bazických horninách 2⋅10 −5  %;
• v mořské vodě 10 −9  %.

Izotopy

Přírodní thalium se skládá ze dvou stabilních izotopů: 205 Tl ( zastoupení izotopů 70,48 % počtem atomů) a 203 Tl (29,52 %). Ve stopových množstvích se v přírodě nacházejí také radioaktivní izotopy thalia, které jsou mezičlánky řady rozpadů :

• 206 Tl ( Ti / 2 = 4,19 min.) a 210 Tl (1,30 min.) - série uran-238 ;
• 207 Tl (4,78 min.) - řada uranu-235 ;
• 208 Tl (3,1 min.) - řada thorium-232 .

Všechny ostatní známé izotopy thalia s hmotnostními čísly od 176 do 217 byly získány uměle.

Získání

Komerčně čisté thalium se čistí od ostatních prvků obsažených v kouřovém prachu (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te) rozpuštěním v teplé zředěné kyselině sírové, následným vysrážením nerozpustného síranu olovnatého a přidáním HC1 k vysrážení chloridu thalia (TlCl). Dalšího čištění je dosaženo elektrolýzou síranu thallia ve zředěné kyselině sírové pomocí platinového drátu , následovaným tavením uvolněného thalia ve vodíkové atmosféře při 350–400 °C.

Vlastnosti

Thallium je lesklý, stříbřitě měkký kov s namodralým nádechem. Na vzduchu rychle vybledne a pokryje se černým filmem oxidu thalia Tl 2 O [3] . Rozpouští se ve vodě v přítomnosti kyslíku za vzniku hydroxidu thallia , v nepřítomnosti kyslíku nereaguje, takže thalium je skladováno pod vrstvou převařené destilované vody (nebo parafínu a také lakované) [3] .

Fyzikální vlastnosti

Existuje ve třech modifikacích. Nízkoteplotní modifikace Tl II je hexagonální krystal , prostorová grupa P 6 3 / mmc , parametry buňky  a = 0,34566 nm , c = 0,55248 nm , Z = 2 , mřížka hořčíkového typu . Nad 234 °C dochází k vysokoteplotní modifikaci Tl I kubické soustavy (tělesně centrovaná mřížka), prostorová grupa Im 3 m , parametry buňky  a = 0,3882 nm , Z = 2 , mřížka typu α-Fe ; entalpie přechodu mezi modifikacemi I a II je 0,36 kJ/mol . Při 3,67 GPa a 25 °C - modifikace Tl III kubické soustavy (plošně centrovaná mřížka), prostorová grupa Fm 3 m , parametry buňky  a = 0,4778 nm , Z = 4 . Teplota tání je 577 K (304 °C), vře při 1746 K (1473 °C) [2] . Thalium patří do skupiny těžkých kovů ; jeho hustota  je 11,855 g/cm 3 [2] .

Průřez pro záchyt tepelných neutronů atomem je 3,4 ± 0,5 barn. Konfigurace vnějších elektronů je 6s 2 6p. Ionizační energie (v eV ): Tl 0 →Tl + →Tl2 + →Tl3 + → Tl4 + , v tomto pořadí, jsou rovné 6,1080; 20,4284; 29,8; 50,0 [3] .

Thallium je diamagnetické , hmotnostní magnetická susceptibilita polykrystalického hexagonálního thalia je χ \u003d -0,249 10 -9 m 3 / kg za normálních podmínek, -0,258 10 -9 m 3 / kg při T \u003d 14,2 K. Pro kubické polykrystalické thalium při T > 235 K je hmotnostní magnetická susceptibilita -0,158·10 -9 m 3 /kg . Jednokrystalové hexagonální thalium vykazuje anizotropii, χ || \u003d -0,420 10 -9 m 3 / kg , χ ⊥ \u003d -0,164 10 -9 m 3 / kg . Kapalné thalium má při bodu tání χ = −0,131·10 −9 m 3 /kg [8] .

Při teplotě 2,39 K přechází thalium do supravodivého stavu .

Spektrum thallia ve viditelné oblasti má jasnou čáru s vlnovou délkou 525,046 nm (zelená), podle níž tento prvek dostal své jméno.

Tvrdost podle Mohse 1,3, podle Brinella 20 MPa [3] .

Chemické vlastnosti

Reaguje s vodou za přítomnosti kyslíku

S kyselinami: snadno rozpustný v kyselině dusičné, horší - v sírové. Kyselina chlorovodíková má malý vliv na thalium kvůli pasivaci chloridu thalnatého filmem .

S kyslíkem při pokojové teplotě:

S halogeny:

S fosforem (při zahřátí):

Se sírou (při zahřátí):

Interakce s peroxidem vodíku:

Reaguje s nekovy: s halogeny při pokojové teplotě, se sírou, selenem, tellurem, fosforem - při zahřátí. Slučuje se s arsenem bez vytvoření sloučeniny. Nereaguje s vodíkem, dusíkem, uhlíkem, křemíkem, borem, stejně jako s amoniakem a suchým oxidem uhličitým.

Nereaguje s alkáliemi, s ethanolem v přítomnosti rozpuštěného kyslíku tvoří thalium ethoxid .

Ve sloučeninách vykazuje oxidační stavy +1 a +3. Nejstabilnější soli jsou Tl(I), které se podobají solím draslíku, stříbra a olova. Působením bromové vody , manganistanu draselného , ​​bromičnanu draselného , ​​disíranu draselného se Tl (I) oxiduje na Tl (III), jehož soli jsou tepelně nestálé, snadno hydrolyzovatelné a redukovatelné. V roztocích se Tl(III) redukuje na Tl(I) působením oxidu siřičitého , sirovodíku , thiosíranu sodného a řady kovů, včetně zinku, železa a mědi. Jsou známy sloučeniny, ve kterých je thalium přítomno ve dvou oxidačních stavech najednou, například thalium(I)hexachlorothallát(III) Tl3 [TlCl6 ] .

Aplikace

• Thaliový amalgám má nízký bod tání ( t pl = −61 °C; tavitelnější je pouze eutektikum v systému sodík-draslík-cesium s tpl = −78 °C ) - používá se k plnění nízkoteplotních teploměrů a jako chladicí kapalina .
• Nuklid 201 Tl se používá v lékařství pro výzkum srdce.
• Thallium je zavedeno jako aktivátor do krystalů jodidu sodného , ​​který se používá jako scintilátor pro detekci ionizujícího záření.
• V infračervené optice se jako materiály čoček používají bromid a jodid thalitý . Navíc během Velké vlastenecké války byl oxysulfid thallia (tallofid) používán jako citlivý prvek přístrojů pro noční vidění [9] .
• Jodid thalia(I) se přidává do osvětlovacích halogenidových výbojek .
• Clericiho ​​roztok , sestávající z mravenčanu thalitého (HCOOTl) a malonátu thalia (CH 2 (COOTl) 2 ), se používá v mineralogii ke stanovení vlastností minerálů.
• Síran thalitý a uhličitan thalitý se dříve používaly jako prostředek pro hubení hlodavců v těžko dostupných oblastech.
• Trojmocné thalium je hlavní složkou některých relativně silných oxidačních činidel v organické syntéze:
  • thalium(III) trifluoracetát nebo thallium tris(trifluoracetát), TTFA (Tl(Otfac) 3 ); [deset]
  • thalium trinitrát , TTN (Tl(NO 3 ) 3 );
  • triacetát thalia , TTA (Tl( CH3COO) 3 ).

Biologická role a fyziologický dopad

Thallium nehraje významnou biologickou roli (mezi těžkými kovy).

Jak samotné thalium, tak jeho sloučeniny jsou ve vysokých koncentracích vysoce toxické a karcinogenní (zejména rozpustné ve vodě - chlorid , dusičnan , octan atd.). Sloučeniny thalia jsou klasifikovány jako kumulativní jedy – akumulující patologické symptomy u chronické otravy [11] .

Při vysokých dávkách ovlivňují sloučeniny thalia periferní nervový systém , gastrointestinální trakt a ledviny .

Ionty jednomocného thalia Tl + nahrazují draselné ionty v biochemických procesech díky podobnosti jejich chemických vlastností. Thallium je koncentrováno ve vlasech, kostech, ledvinách a svalech.

Charakteristickým příznakem otravy sloučeninami thalia je částečná ztráta vlasů s výraznou dávkou - totální alopecie . Při vysokých dávkách je alopecie neobvyklá, protože člověk zemře na otravu dříve, než dojde k vypadávání vlasů.

MPC ve vodě pro thalium 0,0001 mg / l, pro bromid , jodid , uhličitan (v přepočtu na thalium) ve vzduchu pracovního prostoru ( MPCr.z. ) je 0,01 mg / m 3 , v atmosférickém vzduchu 0,004 mg / m 3 . Třída nebezpečnosti  - I ( extrémně nebezpečná chemická látka).

Smrtelná dávka thalia ve sloučeninách pro dospělého je 600 mg .

Při otravách thaliem nebo jeho sloučeninami se jako protijed používá pruská modř .

První pomocí při otravě thaliem je výplach žaludku roztokem 0,3% thiosíranu sodného (Na 2 S 2 O 3 ) s rozvířeným práškem aktivního uhlí .

Kriminální otravy sloučeninami thalia jsou popsány v řadě akčních děl detektivní literatury [12] [13] a filmů [14] .

Pozoruhodné případy otravy thaliem

• 50. léta 20. století - "thalliové šílenství" v Austrálii .
• 2017-2018 - hromadná otrava v Taganrogu na Taganrogském leteckém vědeckotechnickém komplexu pojmenovaném po G. Berievovi [15] [16] .
• Solovjov Vjačeslav Valerijevič  je sériový vrah a jed, který otrávil nejméně 6 lidí síranem thalinatým .
• Tamara Ivanyutina (Maslenko) - sériový vrah-jed; byl hlavním obžalovaným v rezonančním trestním případu z konce 80. let, vyšetřovaném v Kyjevě (Ukrajinská SSR).

Poznámky

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomové hmotnosti prvků 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Sv. 85 , č. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Archivováno z originálu 5. února 2014.
2. ↑ 1 2 3 4 5 Thallium : fyzikální vlastnosti  . WebElements. Datum přístupu: 20. srpna 2013. Archivováno z originálu 26. července 2013.
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 Fedorov P. I. Thallium // Chemická encyklopedie  : v 5 svazcích / Ch. vyd. N. S. Žefirov . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1995. - T. 4: Polymer - Trypsin. - S. 490-492. — 639 s. - 40 000 výtisků.  — ISBN 5-85270-039-8 .
4. ↑ Thalium : krystalová struktura  . WebElements. Získáno 20. srpna 2013. Archivováno z originálu 12. srpna 2013.
5. ↑ * Crookes, William (30. března 1861) „O existenci nového prvku, pravděpodobně skupiny síry,“ Chemical News , sv. 3, str. 193-194 Archivováno 6. března 2022 na Wayback Machine ; přetištěno v: Crookes, William. XLVI. O existenci nového prvku, pravděpodobně sírové skupiny  (anglicky)  // Philosophical Magazine  : journal. - 1861. - Duben ( roč. 21 , č. 140 ). - S. 301-305 . - doi : 10.1080/14786446108643058 . Archivováno z originálu 1. července 2014. ;
   • Crookes, William (18. května 1861) "Další poznámky k předpokládanému novému metaloidu," Chemical News , sv. 3, str. 303 Archivováno 6. března 2022 na Wayback Machine .
   • Crookes, William (19. června 1862) "Předběžné výzkumy thalia," Proceedings of the Royal Society of London , sv. 12, strany 150-159.
   • Lamy, A. (16. května 1862) "De l'existence d'un nouveau métal, le thallium," Comptes Rendus , sv. 54, strany 1255-1262 Archivováno 15. května 2016. .
6. ↑ Týdny, Mary ElviraObjev prvků. XIII. Doplňující poznámka k objevu thallia  //  Journal of Chemical Education : deník. - 1932. - Sv. 9 , č. 12 . - str. 2078 . doi : 10.1021 / ed009p2078 . - .
7. ↑ Wolfson F. I., Družinin A. V.  Hlavní typy rudních ložisek, - Moskva: Nedra, 1975, 392 s.
8. ↑ Fyzikální veličiny: Příručka / Ed. I. S. Grigorieva, E. Z. Meilikhova. - M. : Energoatomizdat, 1991. - S. 602. - 1232 s. — 50 000 výtisků.  - ISBN 5-283-04013-5 .
9. ↑ Thallium Archivováno 2. dubna 2015 na Wayback Machine // encyclopaedia.biga.ru
10. ↑ Sullivan, P. D. Menger, E. M. Reddoch, A. H. Paskovich, D. H. Oxidace anthracenu trifluoracetátem thallium (III). Elektronová spinová rezonance a struktura kationtových radikálů produktu  (anglicky)  // Journal of Physical Chemistry . - 1978. - Sv. 82 , č. 10 . - S. 1158-1160 . - doi : 10.1021/j100499a015 .
11. ↑ Tarasenko N.V., Rubtsov V.F., Malinin A.V., Sedov V.V. Thallium  // Velká lékařská encyklopedie  : ve 30 svazcích  / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - Moskva: Sovětská encyklopedie , 1985. - T. 24. Cévní sutura - Tenióza . — 544 s. — 150 800 výtisků.
12. ↑ Dr John Emsley Problém s thaliem  (anglicky)  // New Scientist . - 1978. - 10. srpna. — S. 394 .
13. ↑ Vila Bílého koně
14. ↑ Kriminal.RU. Zločinné Rusko. Nepolapitelná chuť smrti (11. prosince 2016). Staženo: 18. února 2018. (neurčitý)
15. ↑ Korolev, Nikita Thallium byl přiveden do leteckého podniku Taganrog . Kommersant (1. března 2018). Archivováno z originálu 1. března 2018. (neurčitý)
16. ↑ Komentář PJSC "TANTK pojmenovaná po G.M. Beriev" o otrávených zaměstnancích. . TANTK je. G. Berieva (2. března 2018). Archivováno z originálu 6. března 2018. (neurčitý)

Komentáře

1. ↑ Rozsah hodnot atomové hmotnosti je indikován kvůli heterogenitě distribuce izotopů v přírodě.

Odkazy

• Thalium . Populární knihovna chemických prvků. Staženo: 20. srpna 2013. (neurčitý)
• Thalium (20. listopadu 2006). - News.ru. Staženo: 20. srpna 2013. (neurčitý)

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Skvělý norský Velký Rus Brockhaus a Efron okolo světa Malý Brockhaus a Efron Britannica (online) Brockhaus Treccani Universalis Granátové jablko
V bibliografických katalozích BNE : XX540885 BNF : 11956478c GND : 4059684-9 J9U : 987007531870205171 LCCN : sh85134473 LNB : 000310560 NDL : 00572717 NKC : ph116450

Sloučeniny thalia

Thallium azid (TlN 3 ) Octan thalia (CH 3 COOTl) Acetylacetonát thalia (TlС 5 H 7 O 2 ) Bromičnan thalitý (TlBrO 3 ) Thallium(I)bromid (TlBr) Thallium (III) bromid (TlBr3 ) Hexachloroplatičitan thalia (IV) (Tl 2 [PtCl 6 ]) Hydroxid thalia (Tl(OH)) Hydroxid thalitý (Tl(OH) 3 ) hydrogensíran thalia (TlHS04 ) Jodid thalitý (TlI) Jodid thalitý ( TlI3 ) Uhličitan thalitý (Tl 2 CO 3 ) Dusičnan thalitý (TlNO 3 ) Dusičnan thalitý (Tl(NO 3 ) 3 ) nitrid thalia (TlN) Oxid thalitý (Tl 2 O) Oxid thalitý (Tl 2 O 3 ) Chloristan thalitý (TlClO 4 ) Síran thalia (Tl 2 SO 4 ) Síran thalitý (Tl 2 (SO 4 ) 3 ) Sulfid thalitý ( Tl2S ) Sulfid thalitý (Tl 2 S 3 ) Thiokyanát thalitý (TlSCN) trimethylthallium (Tl( CH3 ) 3 ) Trifenylthallium ( Tl ( C6H5 ) 3 ) Triethylthallium ( Tl ( C2H5 ) 3 ) Fosforečnan thalitý (Tl 3 PO 4 ) fosfid thalia (TlP) Fluorid thalia (TlF) Fluorid thalitý ( TIF3 ) Chlorečnan thalitý (TlClO 3 ) Chlorid thalitý (TlCl) Chlorid thalitý (TlCl 3 ) Thallium(I) chroman (Tl 2 CrO 4 ) Kyanid thalitý (TlCN)

Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva

jeden 2                             3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct jeden H   On 2 Li Být   B C N Ó F Ne 3 Na mg   Al Si P S Cl Ar čtyři K Ca   sc Ti PROTI Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Tak jako Se Br kr 5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD v sn Sb Te já Xe 6 Čs Ba Los Angeles Ce Pr Nd Odpoledne sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po V Rn 7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Dopoledne cm bk srov Es fm md Ne lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og   alkalických kovů kovy alkalických zemin Lanthanoidy aktinidy přechodné kovy lehké kovy Polokovy nekovy Halogeny vzácné plyny

Řady elektrochemické aktivity kovů
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Ti , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au